一數(shù)控機(jī)床電氣概述

1、數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的認(rèn)識(shí) 什么(shn me)是數(shù)控機(jī)床 用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床即“數(shù)字程序控制機(jī)床”(Numerically Controlled Machine Tool)，是用數(shù)字和字母形式來(lái)表達(dá)工件的形狀和尺寸等技術(shù)要求及加工工藝要求，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置運(yùn)算，用數(shù)字代碼信息(程序指令)控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的認(rèn)識(shí) NC是Numerical Control（數(shù)值(shz)控制裝置）的縮寫。是自動(dòng)地控制機(jī)床的工作臺(tái)，刀架 號(hào)等位置和速度的裝置。NC以前是由晶體管、IC等電子元件構(gòu)成的。隨著微型

2、計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，由它組成了NC并進(jìn)一步商品化，把這種NC稱為CNC（Computerized Numerical Control）。CNC的第一個(gè)C是內(nèi)裝計(jì)算機(jī)的意思。 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的認(rèn)識(shí) 數(shù)控機(jī)床特指那些只能完成車、銑、鏜、磨、鉆等單一工序的數(shù)控機(jī)床。在類型(lixng)上可分為：數(shù)控車床（CNC車床）數(shù)控銑床（CNC加工中心）數(shù)控鏜床數(shù)控磨床數(shù)控鉆床等等。 共九十三頁(yè)CNC加工(ji gng)中心 NC加工中心其實(shí)就是內(nèi)裝計(jì)算機(jī)、備有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，其控制系統(tǒng)能控制機(jī)床自動(dòng)換刀，連續(xù)地按一定程序?qū)Ω鱾€(gè)加工面自動(dòng)地完成(wn chng)銑削、鏜削、鉆孔

3、、攻絲等多工序加工的數(shù)控機(jī)床。 共九十三頁(yè)CNC車床(chchung) CNC車床也是內(nèi)裝計(jì)算機(jī)、備有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，其控制系統(tǒng)(kn zh x tn)能控制機(jī)床自動(dòng)換刀，連續(xù)地按一定程序?qū)Ω鱾€(gè)加工面自動(dòng)地完成車削加工的數(shù)控機(jī)床。 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的主要性能指標(biāo)定位精度：定位精度是機(jī)床工作臺(tái)等移動(dòng)部件在確定的終點(diǎn)所能達(dá)到的實(shí)際位置的精度。其誤差是機(jī)床的定位誤差。重復(fù)定位精度：指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用(yngyng)相同的程序相同的代碼加工一批零件所能達(dá)到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。其誤差為重復(fù)定位誤差。分度精度：分度精度是指分度工作臺(tái)在分度時(shí)，理論要求回轉(zhuǎn)的角

4、度值和實(shí)際的角度的差值。其誤差為分度誤差。分辨率與脈沖當(dāng)量：是指數(shù)控機(jī)床所能反映到的機(jī)床移動(dòng)部件上的最小移動(dòng)量。即最小脈沖當(dāng)量。共九十三頁(yè)數(shù)控裝置(zhungzh)邏輯圖光電閱讀機(jī)譯碼器 輸出(shch)裝置伺服系統(tǒng)MT存儲(chǔ)器主控制器顯示器檢測(cè)裝置NC程序運(yùn)算器共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的構(gòu)成 共九十三頁(yè)共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助(fzh)裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置鍵盤、磁盤機(jī)等?？捎么型ㄐ诺姆绞捷斎搿Ｅ溆蠧RT顯示器或點(diǎn)陣式液晶顯示器，可顯示較豐富的信息，并能顯

5、示圖形。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元(dnyun)驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置CNC系統(tǒng)的核心。主要包括微處理器CPU、儲(chǔ)存器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)的其它組成部分聯(lián)系的接口等。CNC系統(tǒng)完全由軟件處理數(shù)字信息，因而具有真正的柔性化，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床(jchung)本體測(cè)量裝置一

6、種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。分內(nèi)裝型(集成型)和外裝型(獨(dú)立型)。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)(q dn)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置是CNC和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自CNC裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令不同，可分脈沖式和模擬式。模擬式按電源種類可分直流伺服單元和交流伺服單元。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元(dnyun)驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))

7、電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)等。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助(fzh)裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置合稱伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施。從某種意義上說(shuō)，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于CNC裝置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。共九十

8、三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床(jchung)本體測(cè)量裝置CNC機(jī)床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對(duì)加工精度有一定影響，加之在加工中是自動(dòng)控制，不能像在普通機(jī)床上那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)償，所以其設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的組成輸入/輸出設(shè)備CNC裝置可編程控制器(PLC)伺服單元(dnyun)驅(qū)動(dòng)裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu))電氣控制裝置輔助裝置機(jī)床本體測(cè)量裝置又稱反饋

9、元件。安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，相當(dāng)于普通機(jī)床的刻度盤和人的眼睛，把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。高性能數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。由測(cè)量裝置和顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成的數(shù)顯裝置，可以在線顯示機(jī)床移動(dòng)部件的坐標(biāo)值，大大提高工作效率和工件的加工精度。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的分類分類方法機(jī)床類型按坐標(biāo)軸一般數(shù)控機(jī)床加工中心多坐標(biāo)系統(tǒng)控制特點(diǎn)點(diǎn)位控制直線控制輪廓控制有無(wú)測(cè)量裝置開(kāi)環(huán)半閉環(huán)閉環(huán)功能水平經(jīng)濟(jì)型普及型高級(jí)型共九十三頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)控制特點(diǎn)(tdin)可分為:點(diǎn)位控制直線控制輪廓(lnku)控制（

10、連續(xù)軌跡控制）只控制刀具或工作臺(tái)從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行定點(diǎn)加工，而點(diǎn)與點(diǎn)之間的路徑不需控制。如：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床共九十三頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)控制(kngzh)特點(diǎn)點(diǎn)位控制直線(zhxin)控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）除控制直線軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要控制在這兩點(diǎn)之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削如：平面銑削用的數(shù)控銑床、階梯軸車削和磨削用的數(shù)控車床、數(shù)控磨床等共九十三頁(yè) 數(shù)控系統(tǒng)控制(kngzh)特點(diǎn)點(diǎn)位控制直線(zhxin)控制輪廓控制（連續(xù)軌跡控制）能夠連續(xù)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。為使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算的功能，

11、使刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)速度，以便在切削過(guò)程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度。如：能加工曲面用的數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心等共九十三頁(yè)按照(nzho)伺服系統(tǒng)的類型可分為開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)全閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路和步進(jìn)電機(jī)組成(z chn)。每一脈沖信號(hào)使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)一定的距離。沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置?？刂凭热Q于步進(jìn)電機(jī)和絲杠的精度。比較簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。共九十三頁(yè)伺服系統(tǒng)的類型(lixng)開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)全閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)由比較線路、伺服放大線路

12、、伺服馬達(dá)、速度檢測(cè)器和位置檢測(cè)器組成。位置檢測(cè)器裝在絲杠或伺服馬達(dá)的端部，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測(cè)出工作臺(tái)的位置。所能達(dá)到的精度、速度、和動(dòng)態(tài)特性優(yōu)于開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，為大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采用。因信號(hào)易檢測(cè)、閉環(huán)中要素少、系統(tǒng)(xtng)單純，使其控制穩(wěn)定，而易設(shè)計(jì)成反應(yīng)快的伺服系統(tǒng)(xtng)。共九十三頁(yè)伺服系統(tǒng)的類型(lixng)開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)全閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)工作原理和組成同半閉環(huán)。位置(wi zhi)檢測(cè)器安裝在工作臺(tái)上，可直接測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位置(wi zhi)。反饋精度高于半閉環(huán)控制。掌握調(diào)試的難度較大。常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。共九十三頁(yè)不同(b tn)伺服系統(tǒng)的比較

13、CNC輸出(shch)位置控制單元速度控制執(zhí)行電動(dòng)機(jī)工作臺(tái)測(cè)量反饋單元半閉環(huán)編碼器閉環(huán)光柵尺數(shù)控程序編碼器和光柵尺是一種位置檢測(cè)元件是數(shù)控機(jī)床的一種重要的組成部分它的主要作用是檢測(cè)位移量并發(fā)出反饋信號(hào)與數(shù)控裝置與數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)相比較若有偏差，經(jīng)放大后控制執(zhí)行部件使其向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)直到偏差為零位止。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的特點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度(lodng qind)成本高要求管理和操作人員素質(zhì)高共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工(ji gng)質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度由于能實(shí)

14、現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，所以能完成復(fù)雜型面的加工。對(duì)于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點(diǎn)表示的形狀復(fù)雜的零件，加工非常方便。當(dāng)改變加工零件時(shí)，只需要更換零件加工的NC程序，不必用凸輪、靠模、樣板或其它模具等專用工藝裝備，且可采用成組技術(shù)的成套夾具。因此，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，有利于機(jī)械產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)(shngchn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度對(duì)于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和刀具及同一加工程序，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同，且數(shù)控機(jī)床是根據(jù)數(shù)控程序自動(dòng)進(jìn)行加工，可以避免人為的誤差，這就保證了零件加工的一致性好且質(zhì)量穩(wěn)定。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(

15、sh kn j chun)的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)(shngchn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度可采用較大的切削量，有效地節(jié)省了機(jī)動(dòng)工時(shí)。有自動(dòng)換速、自動(dòng)換刀和其他輔助操作自動(dòng)化等功能，使輔助時(shí)間大為縮短，而且無(wú)需工序間的檢驗(yàn)與測(cè)量比普通機(jī)床的生產(chǎn)率高34倍甚至更高時(shí)間利用率90普通機(jī)床3050共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)(shngchn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度一般在0.0050.1MM之間。加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動(dòng)鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過(guò)數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，其定位精度比較高，同時(shí)還可以利用數(shù)控軟

16、件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償。友佳機(jī)床0.005MM以內(nèi)。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)加工質(zhì)量(zhling)穩(wěn)定生產(chǎn)效率高加工精度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度在輸入程序并啟動(dòng)后，就自動(dòng)地連續(xù)加工，直至零件加工完畢。簡(jiǎn)化了工人地操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的缺點(diǎn)初期(chq)投資比較大，成本高。要求管理和操作人員素質(zhì)高。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 底 座：整臺(tái)機(jī)床的主體，支撐著機(jī)臺(tái)的所有(suyu)重量 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)主要部份介紹 鞍 座：下面連接(linji)著底座，上面連接(linji)工

17、作臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)Y軸移動(dòng)等功能 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 工作臺(tái)：下面連接著鞍座，表面擺放工件(gngjin)、夾具及第四軸等，用于實(shí)現(xiàn)X軸的移動(dòng)等功能 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 立 柱：下面連接底座，硬軌或線軌連接主軸頭，上面固定配重(pi zhn)擔(dān)架、導(dǎo)鏈條及配重(pi zhn)塊，側(cè)面還連接刀庫(kù) 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 主軸頭：下面與立柱的硬軌或線軌，內(nèi)部裝有主軸，上面還固定(gdng)主軸馬達(dá)、主軸松刀裝置，用于實(shí)現(xiàn)Z軸移動(dòng)、主軸旋轉(zhuǎn)等功能 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部分介紹 電氣箱：機(jī)臺(tái)電路的控制中心,由NC控制器、電源

18、(dinyun)供應(yīng)器、主軸放大器、伺服放大器、強(qiáng)電板、轉(zhuǎn)接板、小變壓器等等元?dú)饧M成 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 操作箱： 用于控制、執(zhí)行、監(jiān)視(jinsh)機(jī)床的狀態(tài)動(dòng)作的裝置，由顯示器、操作面板、電源開(kāi)關(guān)等等組成 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 風(fēng)壓電磁閥組 ： 利用風(fēng)壓來(lái)控制、實(shí)現(xiàn)機(jī)床部分功能的裝置，如刀套上下、主軸夾松刀、主軸旋轉(zhuǎn)(xunzhun)吹氣等等功能 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)主要部份介紹 主軸馬達(dá)(md) ：受主軸放大器控制,來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn)的功能 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 伺服馬達(dá)(md) ：受伺服放大器

19、控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)伺服軸X、Y、Z、B軸移動(dòng)的功能 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)主要部份介紹 潤(rùn)滑油馬 達(dá) ：用于給絲桿、線軌、硬軌提供(tgng)潤(rùn)滑油的裝置 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 切削液馬 達(dá) ：用于實(shí)現(xiàn)噴切削液的功能的裝置，以便提高刀具(doj)壽命、工件表面光潔度 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)主要部份介紹 液壓站馬 達(dá) ：實(shí)現(xiàn)油壓控制機(jī)械動(dòng)作的裝置，如第四軸夾松、刀塔正反轉(zhuǎn)(fn zhun)，尾座進(jìn)出等等 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)主要部份介紹 刀 庫(kù) ：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀的裝置，根據(jù)不同的需要，刀具(doj)數(shù)量分為1

20、8、20、24等等 共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床主要(zhyo)部份介紹 排屑機(jī) ：自動(dòng)清理(qngl)鐵屑的裝置 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 NC控制器：類似于電腦的主機(jī)，可進(jìn)行處理、計(jì)算、轉(zhuǎn)換、輸入輸出各種信號(hào)，以及(yj)存儲(chǔ)系統(tǒng)資料、用戶資料等等 左:FANUC右:三菱共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 電源模塊 ：先將3相220V的交流電源，整流為2相300V直流電源，然后再將300V直流電源通過(guò)短接銅片(tn pin)傳輸給下一個(gè)伺服單元 。（提供伺服驅(qū)動(dòng)電源及工作電源） FANUC系統(tǒng)共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 伺服放大 器 ：通過(guò)伺服馬達(dá)編碼的脈沖

21、信號(hào)經(jīng)伺服放大器放大轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值信號(hào)，再經(jīng)由(jngyu)NC控制器處理，然后再由放大器又轉(zhuǎn)為脈沖信號(hào)，以達(dá)到控制伺服軸運(yùn)動(dòng)的裝置 左:FANUC右:三菱共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 I/O卡 ：控制信號(hào)輸入輸出的裝置(zhungzh)，也是指INPUT、OUPUT的含義 三菱共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 積熱電驛 :又稱熱繼電器 ，防止馬達(dá)(md)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)因電流過(guò)大而造成馬達(dá)(md)燒毀的保護(hù)裝置 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 中間繼電器 ：一般用于控制(kngzh)小于110V電源的通斷，通過(guò)的電流較小 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件

22、的介紹 電磁接接 器 ： 一般用于控制交流220V電源的通斷，有時(shí)也會(huì)用在主軸高低檔的配線中，其通過(guò)(tnggu)的電流較大 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 剎車 器 ：斗笠式換刀時(shí)所用，用于控制(kngzh)刀庫(kù)正反轉(zhuǎn) 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 小變壓器 ：將220V的交流(jioli)電源轉(zhuǎn)換成交流(jioli)110V、100V、22V、19V電源的裝置 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 24V電源供應(yīng)器 ：將交流220V電源轉(zhuǎn)換(zhunhun)成為直流24V電源的裝置，為系統(tǒng)提供控制電源 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 轉(zhuǎn)接板 ：與

23、NC輸入輸出、外圍線路連接時(shí)，信號(hào)線PIN口與接點(diǎn)的轉(zhuǎn)換裝置(zhungzh)，以集成形式制定的電路板，以簡(jiǎn)化線路 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 繼電器模組 ：將12個(gè)小繼電器集成于一塊(y kui)電路板上，以提高效率，簡(jiǎn)化線路 共九十三頁(yè)常用(chn yn)元器件的介紹 手 輪 ： 用于慢速控制軸向移動(dòng)的裝置(zhungzh),最小移動(dòng)單位是0.001mm。 共九十三頁(yè)一、數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容：1.擬定機(jī)床方案：調(diào)查分析、工藝分析、機(jī)床總體 布局等。2.確定機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)：計(jì)算選擇尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參 數(shù)、動(dòng)力參數(shù)等。3.對(duì)具有某些特殊功能的機(jī)床，還應(yīng)針對(duì)具體要求做有 關(guān)的工

24、作： 某些精密機(jī)床、高速機(jī)床，須進(jìn)行機(jī)床性能計(jì)算 或試驗(yàn)分析； 自動(dòng)化機(jī)床，須擬定機(jī)床的控制(kngzh)方案； 對(duì)沒(méi)有把握的工藝方案和結(jié)構(gòu)方案，須做相應(yīng)的試 驗(yàn)，以論證方案的可行性。共九十三頁(yè)數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)電氣控制系統(tǒng)共九十三頁(yè)4.1數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)可編程控制器及其輸入輸出元件PLC（Programmable Logic Controller),通常用于設(shè)備(shbi)的自動(dòng)控制。2. PLC用于機(jī)床的控制，主要是用于機(jī)床的外圍、輔助電氣的控制；3.PLC用于數(shù)控機(jī)床通常稱之為可編程序機(jī)床控制器；稱之為PMC（programmable machine

25、 tool controller）一、數(shù)控機(jī)床用PLC介紹4.1.1可編程控制器簡(jiǎn)介共九十三頁(yè)二、PLC和NC的關(guān)系(gun x)1、實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件各坐標(biāo)軸幾何運(yùn)動(dòng)(yndng)規(guī)律的數(shù)字控制（即是實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)(yndng)軌跡的控制、實(shí)現(xiàn)零件的輪廓控制）。這一部分工作有數(shù)控系統(tǒng)中NC部分來(lái)完成。2、實(shí)現(xiàn)機(jī)床輔助設(shè)備的控制(包括冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、操作面板、換刀系統(tǒng)等等）是由PLC來(lái)完成的。共九十三頁(yè)三、PLC和機(jī)床(jchung)外圍電路的關(guān)系1.外圍電路（強(qiáng)電回路）是不能夠直接和PLC相互連接的，所以外圍電路和PLC相互連接必須要通過(guò)中間的繼電器回路的轉(zhuǎn)換(zhunhun)。2.進(jìn)入P

26、LC的必須要轉(zhuǎn)換成弱電信號(hào)，用于控制外圍電路的必須要把PLC輸出的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電信號(hào)。共九十三頁(yè)四、PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用(yngyng)形式1.內(nèi)裝式（集成式）： 整體設(shè)計(jì)、信息交換速度快、系統(tǒng)可靠。2.獨(dú)立式（外裝式）： 獨(dú)立于NC裝置，是能夠(nnggu)獨(dú)立完成功能的PLC。方便擴(kuò)展、選擇余地大。共九十三頁(yè)五、PLC和外部(wib)的信息交換1、機(jī)床側(cè)至PLC： 機(jī)床側(cè)的信號(hào)通過(guò)I/O單元接口輸入到PLC，輸入的地址由PLC程序編制人員自行定義。當(dāng)然要根據(jù)相關(guān)規(guī)范(gufn)確定。2、PLC至機(jī)床側(cè)： 根據(jù)機(jī)床 的配置，以及所需要完成的控制功能。PLC將控制信號(hào)輸送至機(jī)床側(cè)。輸出

27、信號(hào)的地址也是由程序編制人員自行定義。 共九十三頁(yè)3、PLC至CNC：PLC至CNC的信號(hào)地址(dzh)和含義由系統(tǒng)廠商定義完成，程序編制人員之能夠根據(jù)廠商的定義而不能夠增減、刪除改變。4、CNC至PLC：CNC送至PLC的信號(hào)可由CNC直接送至PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信號(hào)含義和地址均由系統(tǒng)廠商定義。五、PLC和外部(wib)的信息交換共九十三頁(yè)1、操作面板(min bn)的控制操作面板的控制分為兩個(gè)部分，一個(gè)是系統(tǒng)操作面板的控制一個(gè)是機(jī)床操作面板的控制。系統(tǒng)(xtng)面板信號(hào)NCPLC機(jī)床面板信號(hào)機(jī)床機(jī)床面板信號(hào)PLC機(jī)床系統(tǒng)面板的信號(hào)六、PLC在數(shù)控機(jī)床中的功能。共九十三

28、頁(yè)2、機(jī)床(jchung)外部開(kāi)關(guān)輸入信號(hào) 將機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入PLC，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。運(yùn)算的結(jié)果用于對(duì)機(jī)床的控制。3、輸出信號(hào)控制 PLC將用于控制的信號(hào)經(jīng)過(guò)接口以及外圍電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對(duì)象。4、T功能實(shí)現(xiàn) 所謂T功能實(shí)際上就是數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的控制功能。就是通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)刀具調(diào)用、換刀等一系列功能。 六、PLC在數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)中的功能。共九十三頁(yè)5、M功能的實(shí)現(xiàn) 所謂M功能就是數(shù)控機(jī)床的輔助功能，包括主軸 旋轉(zhuǎn)的控制、冷卻系統(tǒng)的控制、程序執(zhí)行方式(fngsh)的控制等等。六、PLC在數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)中的功能。共九十三頁(yè)4.1

29、.2可編程控制器的輸入輸出元件(yunjin) 一、輸入元件(yunjin) 1 按鈕與各類開(kāi)關(guān) 按鈕和開(kāi)關(guān)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的元器件，由于按鈕、開(kāi)關(guān)常用于發(fā)送控制指令，故將按鈕、開(kāi)關(guān)稱為主令電器。用于數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）控制的可編程控制器控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入部分，就是由按鈕、行程開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等主令電器所構(gòu)成。 共九十三頁(yè)（ 1 ）控制(kngzh)按鈕 控制按鈕一般用作短時(shí)間的接通或斷開(kāi)小電流(dinli)電路的開(kāi)關(guān)。它由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸點(diǎn)和外殼等組成。 按鈕種類大致有如下:指示燈式按鈕（指示），緊急故障處理的蘑菇狀按鈕（引人注意），鑰匙狀旋式按鈕（安全），旋鈕式按鈕（自鎖）等 共九十

30、三頁(yè)（ 2 ）限位開(kāi)關(guān)(kigun)（行程開(kāi)關(guān)(kigun)） 限位開(kāi)關(guān)可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的位置來(lái)切換電路。工作時(shí)由擋塊和限位開(kāi)關(guān)的輪子或觸桿相撞使限位開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)，常用于控制運(yùn)動(dòng)部件的方向、行程(xngchng)長(zhǎng)短、位置。按照限位開(kāi)關(guān)工作原理一般分為機(jī)械式和電子式兩種 共九十三頁(yè)共九十三頁(yè)（ 3 ）接近開(kāi)關(guān) 接近開(kāi)關(guān)是無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。按照接近開(kāi)關(guān)的工作原理，可以分為電感型、電容(dinrng)型、霍爾效應(yīng)型、磁感應(yīng)型、光電型等多種類型）。 共九十三頁(yè) 電感型接近開(kāi)關(guān)較為常用的一種接近開(kāi)關(guān)，其工作原理(yunl)是當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)部件上金屬體接近高頻振蕩器的感應(yīng)頭（及振蕩線圈）時(shí)，由于金屬體內(nèi)部

31、產(chǎn)生渦流損耗，使振蕩回路的等效電阻變大，能量損耗增加，從而使振蕩變?nèi)?，直至停止。于是開(kāi)關(guān)輸出控制信號(hào)。接近開(kāi)關(guān)工作穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng)、重復(fù)定位精度高、動(dòng)作迅速、操作頻率高，故在可編程控制器控制系統(tǒng)中使用較多。 共九十三頁(yè) 光電開(kāi)關(guān) 隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，光電開(kāi)關(guān)的功能(gngnng)在不斷完善，現(xiàn)以成為與可編程控制器相配套的系列產(chǎn)品，廣泛用于自動(dòng)包裝、打膠、灌裝、封裝機(jī)，以及自動(dòng)裝配流水線等。 共九十三頁(yè)共九十三頁(yè)光電開(kāi)關(guān)分為兩類：透射型和反射型。 透射型： 是發(fā)射器（光源）與接收器相對(duì)放置，發(fā)射器發(fā)射的紅外線直接照射到接收器上，當(dāng)生產(chǎn)線上有物體通過(guò)時(shí)，將紅外線光源切斷遮擋住了，接收器收不到

32、紅外光于是就發(fā)出一個(gè)信號(hào)。 反射型： 根據(jù)光反射方式的不同，又分為鏡反射和被測(cè)物體反射兩種。鏡反射的接受部分和發(fā)射部分合做在一起，發(fā)射部分發(fā)射的紅外光，由反射鏡反射回來(lái)，被接收(jishu)部分接收(jishu)，當(dāng)生產(chǎn)線上的物體通過(guò)時(shí)，接收(jishu)部分接收(jishu)不到紅外光，于是就發(fā)出一個(gè)信號(hào)。被測(cè)物體反射是一考被測(cè)物體對(duì)光的反射，接收(jishu)器接收(jishu)到物體反射的紅外線，從而給出信號(hào)。共九十三頁(yè)（ 4）壓力開(kāi)關(guān)(kigun) 利用被控介質(zhì)在波紋管或橡皮膜上產(chǎn)生的壓力與彈簧的反力相平衡的原理所制成的一種開(kāi)關(guān)。（5）溫控開(kāi)關(guān)利用溫度敏感元件，如熱敏電阻值隨溫度變化而

33、改變的原理所制成的開(kāi)關(guān)共九十三頁(yè)傳感器的性能 靜態(tài)性能：測(cè)量范圍，線性度，滯后，不重復(fù)性，靈敏度，分辨率等 動(dòng)態(tài)性能：響應(yīng)時(shí)間(shjin)、精確度、零點(diǎn)時(shí)間(shjin)漂移、零點(diǎn)溫度漂移、靈敏度漂移、工作環(huán)境條件、相應(yīng)速度 共九十三頁(yè)二、輸出(shch)元件 1 接觸器 接觸器的選用原則及其使用，在工廠電氣控制設(shè)備課程中已詳細(xì)(xingx)介紹，主要注意接觸器的類型、電壓等級(jí)、電流等級(jí) 共九十三頁(yè)繼電器共九十三頁(yè)共九十三頁(yè)接觸器與繼電器的區(qū)別(qbi)接觸器一般是為了驅(qū)動(dòng)電機(jī)等大電流的負(fù)載，電流在6A以上大電流帶滅弧裝置繼電器電流大都在5A以下，沒(méi)有(mi yu)滅弧裝置。小功率電機(jī)1KW以下，電流5A也可以用繼電器有的繼電器和接觸器區(qū)別很小，如CJX1-09/12接觸器和3TH82*繼電器，線圈和骨架外形一模一樣。只不過(guò)觸頭可能有點(diǎn)差別接觸器觸頭一般都是平臺(tái)，保證接通大電流繼電器動(dòng)觸頭一般是尖狀，保證接觸可靠接觸器很少有24V以下AC電壓繼電器電壓比較全，包括直流電壓都有 共九十三頁(yè)2 、執(zhí)行器 執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)